SBS/胶粉复合改性沥青研究进展与性能评价

为进一步推动SBS/胶粉复合改性沥青技术的发展,梳理总结了国内外SBS/胶粉复合改性沥青的原材料选用情况与制备工艺,明确了其较优掺配方案、制备方法,探讨了SBS/胶粉复合改性机理,全面调查了国内外SBS/胶粉复合改性沥青流变性能与基本性能,对比评价了SBS/胶粉复合改性沥青与基质沥青、SBS沥青、橡胶沥青的性能差异,并基于数理统计结果与沥青相关规范,划分了SBS/胶粉复合改性沥青性能等级。结果表明：SBS/胶粉复合改性沥青制备工艺以高速剪切或胶体磨法为主,常用掺配方案及工艺为SBS 2%~3.5%、胶粉10%~20%、沥青加热温度170℃~180℃、剪切速度4 000~5 000 r·min^-1;SBS/胶粉对沥青的复合改性过程以物理作用为主,辅以部分化学反应,且沥青组分、胶粉处理工艺将会显著影响改性材料分散状态;SBS与胶粉复合可使两者优势互补,其复合改性沥青的路用性能大幅提高;与基质沥青、橡胶沥青、SBS沥青相比,SBS/胶粉复合改性沥青的高低温性能优势显著,流变分级基本满足PG 76和PG-22;综合统计箱形图数据节点与相关沥青规范,将复合改性沥青性能划分为优秀、良好、中等、较差4个等级,并推荐了适用于寒区、温区、热区的SBS/胶粉复合改性沥青性能要求。鉴于当前SBS/胶粉复合改性沥青技术研究已有长足进展,建立室内改性工艺与工厂末端生产关系、探究耦合工况下性能演变规律、优化储存稳定技术与施工配套工艺将是其推广亟待攻关的方向。     

低粘度Terminal Blend废胶粉改性沥青研究进展

传统废胶粉改性沥青因粘度较大,施工和易性差故其应用受到一定限制。同为湿法工艺的Terminal Blend(TB)是采用高温高速剪切分散工艺,使胶粉在沥青中脱硫和解聚,而显著降低结合料粘度(177℃粘度低于1.5Pa·s)的一种废胶粉改性沥青新技术。由于国际上尚未形成统一规范,目前中国对这两种粘度显著不同的胶粉改性沥青概念和工程应用认识尚不充分。通过文献回顾,对废胶粉改性沥青及其应用进行了综述,重点介绍了TB技术的研究进展。     

废胎胶粉改性沥青改性机理研究

借助荧光显微镜、红外光谱等微观结构试验的分析方法,研究废胎胶粉在沥青中的改性机理.高温条件下,胶粉在沥青中吸收轻组分,并溶胀、脱硫和降解,同时胶粉中的活性物质进入沥青胶体体系中,达到改善沥青温度敏感性、老化性能的效果;常温及低温条件下,废胶粉改性沥青中未溶解的胶粉颗粒起到增强沥青的弹性性能和提高其抗裂性能的作用.了解废胎胶粉改性沥青的改性机理,为合理应用废胶粉改性沥青提供理论支持和技术保障.     

废轮胎胶粉沥青性能影响因素试验研究

基于对废轮胎胶粉改性沥青混融机理的分析,从胶粉颗粒的粒径和掺量方面对改性沥青性能的影响规律进行研究,并结合改性沥青加工工艺特点,综合确定胶粉改性沥青的室内生产工艺。在此基础上,经室内试配验证其改性效果,从而为其大规模生产提供参考。     

胶粉物理与化学改性沥青性能对比试验研究

制备胶粉物理与化学改性沥青,进行室内试验,研究确定胶粉改性沥青适宜的制备工艺;利用针入度、软化点和延度等性能指标的变化来评价胶粉改性沥青的改性效果,并对胶粉物理与化学改性沥青的试验结果进行对比分析。研究表明胶粉化学改性沥青的高、低温性能均比物理改性沥青稍好。     

脱硫工艺对胶粉改性沥青路用性能影响研究

采用机械力化学法对橡胶粉进行脱硫处理,制备脱硫胶粉改性沥青并测试其基础性能指标,研究脱硫工艺对胶粉改性沥青路用性能及微观结构的影响.结果 表明:将胶粉与脱硫助剂混炼后,可以降低胶粉改性沥青的黏度;胶粉与活化剂8501及再生剂RVS混炼还可以改善胶粉改性沥青的储存稳定性;基于胶粉改性沥青路用性能指标,优选出活化剂8501的脱硫工艺为活化剂掺量3％,混炼温度160℃,混炼时间30 min.微观试验结果表明,胶粉对沥青的改性主要以物理改性为主.胶粉经脱硫处理后具有明显的颗粒核心,而且其表面粗糙程度明显增加,与沥青的相容性优于未处理的胶粉.     

胶粉物理与化学改性沥青性能对比试验研究

制备胶粉物理与化学改性沥青,进行室内试验,研究确定胶粉改性沥青最佳制备工艺;利用针入度、软化点和延度等性能指标的变化来评价胶粉改性沥青的改性效果,并对胶粉物理与化学改性沥青的试验结果进行对比分析.研究表明胶粉化学改性沥青的高、低温性能比物理改性沥青稍好,同时胶粉化学改性沥青施工和易性更好.     

表面氧化胶粉-纳米SiO2复合改性沥青性能研究

针对Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青高温性能不足,且存储稳定性仍不符合我国聚合物改性沥青要求,采用纳米SiO2对TB胶粉改性沥青进行了复合改性,采用过氧化氢(H2O2)和次氯酸钠(NaClO)溶液分别对胶粉进行了表面氧化改性,制备了氧化胶粉-纳米SiO2复合改性沥青.利用改性沥青的物理性能确定了2种氧化...     

烯烃复分解催化胶粉改性沥青制备工艺与性能评价

针对胶粉改性沥青高黏度、易离析和难存储等问题，提出基于烯烃复分解反应的催化胶粉制备方法及其改性沥青工艺。基于复合黏度指标，用响应面分析法确定了3种常见改性温度下，催化胶粉改性沥青的催化剂用量和催化时间等关键工艺，随后采用存储稳定性和布氏黏度试验验证了烯烃复分解反应对于催化胶粉的降黏和抗离析作用。结果表明：烯烃复分解反应有效提高了胶粉改性沥青的储存稳定性，同时其在95℃和115℃的布氏黏度相对原样胶粉改性沥青平均降低了39.77%和7.80%。傅里叶红外光谱表明烯烃复分解反应有效打断了胶粉中的长链烃分子以及不饱和碳碳键，微观结构表征观察到胶粉催化处理后比表面积提高1.38倍，相对分子质量降低2.36～2.61倍。同时，催化胶粉在改性沥青中表现出更好的分散性，说明烯烃复分解反应有效增强了胶粉与沥青的相容性。流变性能及混合料性能测试表明，烯烃复分解对胶粉改性沥青的高温性能影响不显著，但提高了胶粉改性沥青的低温抗裂性能，同时对其抗疲劳性能、抗老化性和抗水损性能提升显著。经烯烃复分解反应处理的催化胶粉降低了其改性沥青的黏度并提高了储存稳定性，为其后续施工工艺优化及在温拌混合料领域的可能应用提供了...     

基于性能指标的废胶粉改性沥青改性机理研究

用废旧橡胶粉改性沥青既可以提高沥青及沥青混合料的路用性能,又能对废旧轮胎回收利用,变废为宝。文中分析了废胶粉改性沥青的物理改性机理,应用红外光谱(IR)分析其化学成分变化,研究其化学改性机理。通过对废胶粉改性沥青做沥青针入度、软化点、延度对比试验,证明废胶粉改性沥青对改善沥青延度指标具有显著效果,对其他2项指标也有一定程度的改善作用。     

粉煤灰和胶粉改性沥青的试验研究

利用粉煤灰和胶粉对基质沥青进行改性,以期得到粉煤灰和胶粉的合理用量。通过室内试验,根据不同工艺条件下生产的胶粉沥青的性能,确定胶粉沥青的生产工艺,包括剪切温度、剪切时间、生产工序;分析了不同胶粉粒径、用量和粉煤灰用量对改性沥青针入度、低温延度、软化点和弹性恢复的影响,从而确定了影响改性沥青性能的胶粉粒径、最佳胶粉用量和粉煤灰用量。     

微波辐射废胶粉改性沥青及混合料性能研究

采用微波辐射的方法对废胶粉表面进行改性活化,用高速剪切工艺在实验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70号,废胶粉是由南通生产的80目(约0.3 mm),废胶粉掺量为15%。基于包括沥青常规三大指标试验、美国SHRP动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及热存储稳定性试验等方法,对比分析了微波辐射废胶粉改性沥青和普通废胶粉改性沥青的性能;同时利用沥青混合料常规试验方法,研究了两种改性沥青混合料的路用性能。结果表明,微波辐射废胶粉改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能和存储稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青;微波辐射废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青混合料。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青。为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对该混合料路用性能进行了评价,并与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和ODR改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:1)复合改性沥青具有优异的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及疲劳性能,但因ODR削弱了沥青的抗变形能力,其车辙深度较SBS改性沥青混合料深,且冻融前后劈裂强度较低; 2)单独采用SBS或ODR改性沥青与二者复合改性对混合料疲劳性能影响差异较大,ODR/SBS复合改性沥青混合料的疲劳性能并非二者单独作用下的线性叠加。     

废胶粉改性沥青的性能研究及增塑剂对改性沥青的性能影响

采用高剪切工艺,制备废胶粉改性沥青,分析了胶粉添加量对改性沥青性能的影响。研究了添加增塑剂对改性沥青性能的影响以及不同增塑剂使用量对性能的改性效果。结果表明:随着废胶粉用量的增加,高温粘度和软化点均有提高,加入量20%时低温延度达到峰值。添加增塑剂的胶粉改性沥青较未添加增塑剂的改性沥青具有更好的低温性能。增塑剂的加入增强了废胶粉与沥青的相互作用,废胶粉在沥青中的分散程度得到改善,提高了废胶粉改性沥青的路用性能。     

HDPE-胶粉改性沥青应力吸收层应用试验

为了减少半刚性沥青混凝土路面反射裂缝,在HDPE-胶粉改性沥青室内制备工艺和沥青混合料的性能试验的基础上,结合黑龙江省宏胜至富锦二级公路工程实际情况,进行了在半刚性基层上加铺HDPE-胶粉改性沥青应力吸收层的应用研究,提出了工厂化生产HDPE-胶粉改性沥青的技术要点,并提出HDPE-胶粉改性沥青的应力吸收层结构设计方案和施工技术要求,研究结果可以为HDPE-胶粉改性沥青的应力吸收层推广应用提供参考。     

干拌直投废胎胶粉改性沥青混合料路用性能评价及工程应用

针对传统干法工艺存在的问题,对普通胶粉进行改性预处理,设计间断级配矿质混合料,选用适当的评价方法,对DRAC-13干拌直投废胎胶粉改性沥青混合料关键路用性能进行评价,并开展了实体工程应用。结果表明:与采用SBS改性沥青的AC-13混合料相比,DRAC-13沥青混合料具有优良的高温性能、低温性能和抗疲劳性能以及良好的水稳定性,工程应用情况良好。     

废胶粉改性沥青存储稳定性研究

采用高速剪切工艺在试验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70#,废胶粉为南通橡胶厂提供的80目胶粉。聚合物改性沥青的储存稳定性能常规的评价是采用沥青离析试验方法。利用荧光显微照相技术和红外光谱法的现代测试手段对废胶粉改性沥青进行微观结构分析,从而揭示废胶粉改性沥青储存稳定性能。分析结果表明:废胶粉改性沥青虽然提高了沥青的性能,但其存储稳定性相应较差。废胶粉掺量越大,基质沥青中游离的废胶粉增加,致使离析变大。     

基于正交试验的双氧水处理废胶粉改性沥青工艺参数研究

针对废胶粉改性沥青储存稳定性较差、黏度大、对施工温度要求高等缺点,采用双氧水对废胶粉表面进行氧化改性,以双氧水用量、处理温度、处理时间及胶粉目数为因素各自选取4个水平进行正交试验。采用软化点、5℃延度、25℃针入度、离析试验、弹性恢复试验和180℃布氏旋转黏度作为考核指标,以极差分析与方差分析作为分析手段,系统研究了胶粉的表面氧化对废胶粉改性沥青性能的影响规律,并优化工艺参数。研究结果表明,双氧水处理废胶粉改性沥青的最优工艺参数组合为:双氧水用量70mL,处理时间4h,处理温度80℃,废胶粉目数40目。     

胶粉改性沥青评价指标及试验方法适应性分析

针对胶粉改性沥青混熔体系作用机理和半固态连续相结构特性,结合现行规范,对胶粉改性沥青高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能和抗老化性能的评价指标和试验检测方法进行适应性分析,认为常规的针入度、软化点、延度、当量脆点等指标不适应于橡胶沥青混熔改性机理,不能有效表征其实际性能,建议采用旋转粘度、弹性恢复及SHRP体系中的车辙因子G*/sinδ和蠕变劲度S、蠕变速率m等指标来评价其技术性能,以此指导生产和推广应用。     

不同橡胶粉对改性沥青路用性能的影响

为了对废旧胶粉改性沥青的性能进行检测分析,选取了6种不同橡胶粉对镇海70#沥青进行改性,通过测试橡胶改性沥青的针入度、软化点、弹性恢复、180℃布氏黏度和老化指数研究了橡胶粉的种类与掺量对改性沥青路用性能的影响。研究结果表明:橡胶粉种类和掺量对改性沥青路用性能的改善效果具有显著的差异,橡胶粉中的天然胶含量对其改性效果具有显著影响。研究发现天然橡胶含量高达75%的胎顶胶粉在掺量为20%时改性效果最好。